多脉冲电源的离子渗氮炉的制作方法

本发明属于热处理设备领域，尤其涉及一种多脉冲电源的离子渗氮炉。

背景技术：

1、离子渗氮是在低真空的含氮气氛中，以炉体为阳极，被处理工件为阴极，在阴阳极间加上数百伏的直流电压，使之产生的辉光放电进行渗氮处理的化学热处理工艺。该工艺可以在金属工件表面渗入氮元素，实现离子渗氮提高金属工件机械性能。

2、钟罩式离子渗氮炉在进行渗氮处理时，一般将渗氮件分层摆放在工作台上，工作台与阴极盘一起接脉冲电源的负极，脉冲电源的正极接炉壳。在渗氮处理过程中，插在某一层的测控温热电偶将渗氮温度信号传递给脉冲电源，脉冲电源根据实测温度与设定温度之差，调整脉冲电源的输出功率，实现渗氮件的温度自动控制。但是，只有插有测控温热电偶这层的渗氮件的温度能控制在设定温度，其他各层渗氮件尽管也可以插入热电偶，但仅能测温不能控温。这几层的渗氮件在渗氮过程中会因散热条件不同偏离设定温度。炉体下部的散热条件差，渗氮件温度偏高，炉体上部的散热条件好，渗氮件温度偏低，这一问题在水冷壁式离子渗氮炉中尤为突出。渗氮件渗氮温度不同导致整炉的渗氮质量不稳定。此外，离子渗氮是靠离子轰击加热，渗氮件的比表面积(表面积与体积之比)大小对渗氮件的温度影响比较大。比表面积大的渗氮件升温速度快，渗氮温度偏高，比表面积小的渗氮件升温速度慢，渗氮温度偏低，故离子渗氮不能大小工件混装，这是离子渗氮一直存在的问题。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种多脉冲电源的离子渗氮炉，以提高离子渗氮炉内放置在各层工作台上的渗氮件的温度均匀性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多脉冲电源的离子渗氮炉，包括：

4、底盘；

5、钟罩式壳体，钟罩式壳体固定连接在底盘上，以在底盘和钟罩式壳体间形成工作腔室；

6、工作台，工作台设有多个，多个工作台分层布设在工作腔室内，多个工作台用以放置渗氮件；

7、温度闭环控制系统，温度闭环控制系统设有多个，多个温度闭环控制系统用以分别控制每个工作台所在层的渗氮温度，温度闭环控制系统包括：

8、脉冲电源，脉冲电源具有正极和负极，脉冲电源的正极连接钟罩式壳体并接地保护，脉冲电源的负极连接工作台；

9、测温件，测温件具有测量端和输出端，测温件的测量端连接放置在工作台上的渗氮件，测温件的输出端连接脉冲电源，测温件用以测量渗氮件的温度，并输出温度测量值，以使脉冲电源根据温度测量值调整输出功率。

10、在其中一些实施例中，温度闭环控制系统还包括：

11、比较模块，比较模块与测温件的输出端连接，比较模块用以接收温度测量值，并将温度测量值与温度预设值进行比较，当温度测量值高于温度预设值时比较模块输出温度过高信号，当温度测量值低于温度预设值时比较模块输出温度过低信号；

12、控制模块，控制模块分别与比较模块和脉冲电源连接以接收温度过高信号或温度过低信号并控制脉冲电源的输出功率，当控制模块接收到温度过高信号时控制调低脉冲电源的输出功率，当控制模块接收到温度过低信号时控制调高脉冲电源的输出功率。

13、在其中一些实施例中，多脉冲电源的离子渗氮炉还包括阴极引线，阴极引线具有第一端和第二端，阴极引线的第一端连接工作台，阴极引线的第二端连接脉冲电源的负极。

14、在其中一些实施例中，多脉冲电源的离子渗氮炉还包括绝缘支撑件，绝缘支撑件固定在工作台底面以支撑和绝缘分层布设的多个工作台。

15、在其中一些实施例中，绝缘支撑件为陶瓷柱。

16、在其中一些实施例中，测温件为热电偶。

17、在其中一些实施例中，热电偶插入渗氮件内以实现与渗氮件的连接。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、本发明提供的多脉冲电源的离子渗氮炉结构简单，可以保证离子渗氮炉内放置在各层工作台上的渗氮件在渗氮过程中的温度均匀性。

20、2、本发明提供的多脉冲电源的离子渗氮炉内，每一层渗氮件的温度可独立控制，即使每一层所放置的渗氮件的比表面积不一样也能保证渗氮温度一致，故应用本多脉冲电源的离子渗氮炉时可以一炉混装大小不同的渗氮件。

21、3、本发明提供的多脉冲电源的离子渗氮炉在进行渗氮处理过程中，如果某一层的渗氮件出现辉光放电异常现象，可以仅关闭该层的电源，使其他各层继续进行渗氮处理。

技术特征：

1.一种多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，温度闭环控制系统还包括：

3.根据权利要求1所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，还包括阴极引线，所述阴极引线具有第一端和第二端，所述阴极引线的第一端连接所述工作台，所述阴极引线的第二端连接所述脉冲电源的负极。

4.根据权利要求1所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，还包括绝缘支撑件，所述绝缘支撑件固定在所述工作台底面以支撑和绝缘分层布设的多个所述工作台。

5.根据权利要求4所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，所述绝缘支撑件为陶瓷柱。

6.根据权利要求1所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，所述测温件为热电偶。

7.根据权利要求6所述的多脉冲电源的离子渗氮炉，其特征在于，所述热电偶插入渗氮件内以实现与渗氮件的连接。

技术总结
本发明公开了一种多脉冲电源的离子渗氮炉，属于热处理设备领域。多脉冲电源的离子渗氮炉包括底盘、钟罩式壳体、工作台和温度闭环控制系统。钟罩式壳体固定在底盘上，在底盘和钟罩式壳体间形成工作腔室。用以放置渗氮件的工作台设有多个，分层布设在工作腔室内。温度闭环控制系统设有多个，以分别控制每个工作台所在层的渗氮温度，温度闭环控制系统包括脉冲电源和测温件。脉冲电源的正极连接钟罩式壳体并接地保护，脉冲电源的负极连接工作台。测温件的测量端连接放置在工作台上的渗氮件，输出端连接脉冲电源。本发明提供的多脉冲电源的离子渗氮炉结构简单，可以保证离子渗氮炉内放置在各层工作台上的渗氮件在渗氮过程中的温度均匀性。

技术研发人员：宋学锋,李传杰,李振杰,戴金起
受保护的技术使用者：青岛丰东热处理有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/5